Znaczenie dyfuzji w organizmach

Zawartość

• Wymiana gazu
• Impulsy nerwowe
• Gradienty morfogenu
• Przeciwprądowa wymiana ciepła

Dyfuzja jest niezbędną funkcją w żywych organizmach. Dyfuzja to losowy, ale kierunkowy ruch cząsteczek z miejsca o wysokim stężeniu do miejsca o niskim stężeniu. Ta prosta koncepcja opisuje proces, w którym komórki wymieniają toksyczne gazy na gazy podtrzymujące życie. Opisuje również, w jaki sposób komórki nerwowe są w stanie przekazywać sygnały elektryczne do siebie nawzajem. Dyfuzja mówi komórkom embrionalnym, gdzie się czołgać i kiedy przybyły. Dyfuzja umożliwia również zmniejszenie utraty ciepła ciała do otaczającego środowiska.

Wymiana gazu

Płuca mają małe puste worki przypominające winogrona, które są centrum wymiany gazowej. Komórki ciała nieustannie wytwarzają cząsteczki energii, aby utrzymać codzienną aktywność. Proces ten, zwany oddychaniem komórkowym, wymaga nie tylko tlenu tlenu do działania, ale także dwutlenku węgla, który jest toksyczny dla komórek. Dwutlenek węgla wytwarzany przez komórki w całym ciele jest przenoszony we krwi do płuc. W płucach dwutlenek węgla dyfunduje z krwi do woreczków winogronowych. Tlen gazowy wdychany do płuc idzie w przeciwnym kierunku. Tlen dostaje się do krwi. Ta istotna wymiana gazów zachodzi przez dyfuzję przez cienkie warstwy komórek w naczyniach krwionośnych otaczających woreczki winogronowe.

Impulsy nerwowe

Komórki nerwowe zwane neuronami komunikują się z innymi komórkami poprzez przekazywanie sygnałów elektrycznych wzdłuż ich błony komórkowej. W spoczynku wnętrze błony neuronu jest naładowane ujemnie, a zewnętrzna jest naładowana dodatnio. Sygnał elektryczny jest generowany, gdy membrana przepuszcza jony z zewnątrz do komórki. Ten wpływ zmienia ładunek wewnątrz membrany z ujemnego na dodatni. Przełącznik ten jest sygnałem elektrycznym, który przesuwa się wzdłuż ramienia neuronu. Ruch jonów generujących elektryczność jest dyfuzją.

Gradienty morfogenu

Rozwój zarodkowy to proces, w którym narządy, kończyny i skrzydła zaczynają się rozwijać. Proces, w którym zarodek zmienia kształt i zaczyna wyglądać jak miniaturowy dorosły jest możliwy z powodu dyfuzji. Różne grupy komórek w różnych częściach zarodków uwalniają białka zwane morfogenami. Morfogeny są jak perfumy, przyciągając komórki z daleka, aby zbliżyć się. Rozwój zarodkowy to piękna symfonia wielu gradientów morfogenu nakładających się na siebie i konkurujących ze sobą. W rezultacie nogi rozwijają się tylko na ciele, anteny rozwijają się tylko w głowie, a skrzydła rozwijają się na grzbiecie zwierzęcia. Gradienty morfogenu są możliwe, ponieważ białka się rozpraszają.

Przeciwprądowa wymiana ciepła

Homeotherms to zwierzęta, które wewnętrznie regulują temperaturę ciała, a nie muszą kąpać się lub uciekać przed słońcem. Jednym z problemów, z jakimi spotykają się homeotherms, jest utrata ciepła do zimnego otoczenia. Orki są przykładem zwierząt, które borykają się z tym problemem, ponieważ pływają w zimnej wodzie. Płetwy i płetwy orków są cienkie i tracą dużo ciepła do otaczającej wody. Ponieważ płetwy i płetwy są częścią wieloryba, krew musi przenosić tlen i ciepło z centrum ciała do tych przydatków. Jednym ze sposobów, w jaki orki zachowują ciepło, jest to, że ich tętnice, które dostarczają ciepłą krew do swoich przydatków, znajdują się tuż obok żył, które przywracają krew do ciała. Tak więc ciepło tracone z tętnic poruszających się w kierunku końcówki płetwy jest odbierane przez krew znajdującą się w żyłach, cofającą się z powrotem do ciała.